CN115477589A - 一种连续化制备2-甲基-4-甲氧基苯胺的方法 - Google Patents

一种连续化制备2-甲基-4-甲氧基苯胺的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种连续化制备2‑甲基‑4‑甲氧基苯胺的方法，属于有机合成技术领域。本发明利用邻硝基甲苯、甲醇以及H2在浓硫酸和铂碳催化剂存在条件下制备2‑甲基‑4‑甲氧基苯胺，通过在微反应设备中进行加氢反应，便于通过控制原料流量来控制反应条件，使催化加氢反应进行彻底，同时能够避免反应过程中放热引起的反应体系过热问题，在较低的反应温度下即可获得较高收率和纯度的目标产物，生产过程安全，副产物较少，综合成本较低。实施例的结果显示，采用本发明提供的方法制备2‑甲基‑4‑甲氧基苯胺，收率为82%以上，纯度为99.3%以上，原料转化率为99%以上。

Description

一种连续化制备2-甲基-4-甲氧基苯胺的方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种连续化制备2-甲基-4-甲氧基苯胺的方法。
背景技术
2-甲基-4-甲氧基苯胺是一种重要的有机化工中间体，广泛应用于染料、医药、橡胶以及农用化学品等行业。2-甲基-4-甲氧基苯胺可以由邻硝基甲苯、甲醇以及H2为原料在浓硫酸和铂碳（Pt/C）催化剂存在条件下制备得到，工业上通常基于该反应路线采用间歇釜式催化加氢生产工艺制备2-甲基-4-甲氧基苯胺。但是上述催化加氢反应是一个快反应，同时也是放热反应，反应速度越快，副反应越多，目标产物选择性越低；而且反应速度越快，放出的热量也越多，例如工业上采用间歇釜式催化加氢生产工艺制备2-甲基-4-甲氧基苯胺时，初始反应温度（50℃左右）与最高反应温度能够相差30~40℃，容易因温度过高发生危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续化制备2-甲基-4-甲氧基苯胺的方法，本发明提供的方法目标产物选择性高，副产物少，且生产过程安全。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种连续化制备2-甲基-4-甲氧基苯胺的方法，包括以下步骤：
提供微反应设备，所述微反应设备包括依次串联的微反应器、静态混合器和反应延时管；
将邻硝基甲苯、浓硫酸与甲醇混合，得到原料混合液；所述邻硝基甲苯、浓硫酸与甲醇的质量比为1：（0.7~0.8）：（4.9~5.1）；所述浓硫酸的浓度为97~99wt%；
将铂碳催化剂固定于所述微反应器中，将所述原料混合液与氢气输送至所述微反应器中进行连续化加氢反应，所得物料连续流经静态混合器和反应延时管，在所述静态混合器和反应延时管中继续进行连续化加氢反应，得到2-甲基-4-甲氧基苯胺；所述邻硝基甲苯与氢气的摩尔比为1：（1.9~2.2），所述原料混合液与氢气的进料温度为50~60℃。
优选地，所述微反应器为微筛孔反应器，所述微反应器的混料方式为垂直撞击方式；所述静态混合器包括反应管以及填充在所述反应管中的不锈钢球，所述不锈钢球的直径为0.5~5mm，所述静态混合器与所述反应延时管的长度比为1：（5~10）。
优选地，进行所述连续化加氢反应的过程中，所述微反应设备中体系的压力为0.2~0.5MPa。
优选地，将所述原料混合液输送至所述微反应器中时流量为45~55mL/min；将所述氢气输送至所述微反应器中时流量为1200~1400mL/min。
优选地，进行连续化加氢反应的物料在所述微反应器中的停留时间为10~200s。
优选地，进行连续化加氢反应的物料在所述静态混合器中的停留时间为10~160s。
优选地，进行连续化加氢反应的物料在所述反应延时管中的停留时间为10~150s。
优选地，在所述反应延时管中进行连续化加氢反应完成后还包括：将连续化加氢反应完成后所得产物体系出料，之后经蒸馏，将所得蒸馏物料的pH值调节至8~9，得到第一水相和第一油相，将所述第一水相进行萃取，得到第二油相，将所述第一油相与第二油相进行精馏，得到2-甲基-4-甲氧基苯胺。
优选地，所述出料的温度为60~80℃，所述蒸馏的温度为60~100℃。
优选地，所述萃取采用的萃取剂为甲苯，所述精馏的温度为80~110℃。
本发明提供了一种连续化制备2-甲基-4-甲氧基苯胺的方法，包括以下步骤：提供微反应设备，所述微反应设备包括依次串联的微反应器、静态混合器和反应延时管；将邻硝基甲苯、浓硫酸与甲醇混合，得到原料混合液；所述邻硝基甲苯、浓硫酸与甲醇的质量比为1：（0.7~0.8）：（4.9~5.1）；所述浓硫酸的浓度为97~99wt%；将铂碳催化剂固定于所述微反应器中，将所述原料混合液与氢气输送至所述微反应器中进行连续化加氢反应，所得物料连续流经静态混合器和反应延时管，在所述静态混合器和反应延时管中继续进行连续化加氢反应，得到2-甲基-4-甲氧基苯胺；所述邻硝基甲苯与氢气的摩尔比为1：（1.9~2.2），所述原料混合液与氢气的进料温度为50~60℃。
本发明提供的方法的有益效果具体如下：
本发明利用邻硝基甲苯、甲醇以及H2在浓硫酸和铂碳催化剂存在条件下制备2-甲基-4-甲氧基苯胺，通过在微反应设备中进行加氢反应，便于通过控制原料流量来控制反应条件，避免反应过程中放热引起反应温度过高导致反应速率过快、目标产物选择性过低的问题，具体的，本发明在微反应器、静态混合器和反应延时管中进行连续化加氢反应，其中静态混合器和反应延时管起到缓冲反应的作用，使加氢反应进行彻底，目标产物选择性高，副产物少，若直接在微反应器中使原料转化率达到100%，目标产物选择性会偏低；而且本发明提供的方法生产过程安全，综合生产成本较低。实施例的结果显示，采用本发明提供的方法制备2-甲基-4-甲氧基苯胺，收率为82%以上，纯度为99.3%以上，原料转化率为99%以上。
具体实施方式
本发明提供了一种连续化制备2-甲基-4-甲氧基苯胺的方法，包括以下步骤：
提供微反应设备，所述微反应设备包括依次串联的微反应器、静态混合器和反应延时管；
将邻硝基甲苯、浓硫酸与甲醇混合，得到原料混合液；所述邻硝基甲苯、浓硫酸与甲醇的质量比为1：（0.7~0.8）：（4.9~5.1）；所述浓硫酸的浓度为97~99wt%；
将铂碳催化剂固定于所述微反应器中，将所述原料混合液与氢气输送至所述微反应器中进行连续化加氢反应，所得物料连续流经静态混合器和反应延时管，在所述静态混合器和反应延时管中继续进行连续化加氢反应，得到2-甲基-4-甲氧基苯胺；所述邻硝基甲苯与氢气的摩尔比为1：（1.9~2.2），所述原料混合液与氢气的进料温度为50~60℃。
本发明提供微反应设备，所述微反应设备包括依次串联的微反应器、静态混合器和反应延时管。作为本发明的一个实施例，所述微反应器为微筛孔反应器，所述微反应器的混料方式为垂直撞击方式。作为本发明的一个实施例，所述微反应器包括气体进料口、液体进料口和反应液出料口，其中，氢气经气体进料口进入所述微反应器，原料混合液经液体进料口进入所述微反应器，在所述微反应器中进行连续化加氢反应后所得物料经反应液出料口排出。作为本发明的一个实施例，所述微反应器竖直放置，其中气体进料口设置于所述微反应器的侧壁，液体进料口设置于所述微反应器的顶部，反应液出料口设置于所述微反应器的底部。
作为本发明的一个实施例，所述静态混合器包括第一进料口和第一出料口，其中，所述第一进料口与所述反应液出料口连通，用于接收所述微反应器排出的物料，在所述静态混合器中进行连续化加氢反应后所得物料经第一出料口排出。作为本发明的一个实施例，所述静态混合器竖直放置，其中第一进料口设置于所述静态混合器的底部，第一出料口设置于所述静态混合器的顶部。
作为本发明的一个实施例，所述静态混合器包括反应管以及填充在所述反应管中的不锈钢球，所述不锈钢球的直径优选为0.5~5mm，更优选为1.5~5mm；所述不锈钢球的材质优选为316L不锈钢；所述反应管中优选填充满所述不锈钢球；所述反应管的材质优选为316L不锈钢，所述反应管的内径优选≤20mm，更优选为10~20mm。在本发明中，所述不锈钢球作为填料，可以增大反应接触面积，有利于保证具有较好的连续化加氢反应效果。
作为本发明的一个实施例，所述反应延时管包括第二进料口和第二出料口，其中，所述第二进料口与所述第一出料口连通，用于接收所述静态混合器排出的物料，在所述反应延时管中进行连续化加氢反应后所得物料经第二出料口排出。作为本发明的一个实施例，所述反应延时管竖直放置，其中第二进料口设置于所述反应延时管的顶部，第二出料口设置于所述反应延时管的底部。
作为本发明的一个实施例，所述静态混合器与所述反应延时管的长度比为1：（5~10），优选为1：（6~7）；本发明将静态混合器与所述反应延时管的长度比限定在上述范围，有利于保证连续化加氢反应充分进行，具体的，如果不设置静态混合器，直接在微反应器后串联反应延时管，短时间内不足以保证连续化加氢反应完全，通过设置静态混合器并适当增加其长度，有利于保证连续化加氢反应完全。在本发明中，所述反应延时管的材质优选为316L不锈钢，所述反应延时管的内径优选≤5mm，更优选为2~5mm。
本发明将邻硝基甲苯、浓硫酸与甲醇混合，得到原料混合液。在本发明中，所述邻硝基甲苯、浓硫酸与甲醇的质量比为1：（0.7~0.8）：（4.9~5.1），优选为1：（0.76~0.77）：5；所述浓硫酸的浓度为97~99wt%。本发明将邻硝基甲苯、浓硫酸与甲醇的质量比控制在上述范围内，所得原料混合液呈均相且流动性良好。在本发明中，所述邻硝基甲苯、浓硫酸与甲醇混合的方式优选为向甲醇中依次加入邻硝基甲苯与浓硫酸；本发明对所述邻硝基甲苯的加料速率没有特殊限定，直接将其一次性加入到甲醇中即可；所述浓硫酸的加料速率优选为0.5~1g/s，更优选为0.7~0.8g/s，以避免加料速率过快产生大量热存在安全隐患。在本发明中，将所述邻硝基甲苯、浓硫酸与甲醇混合后优选迅速密封，以避免甲醇与邻硝基甲苯挥发导致原料损失，然后放置于常温条件下备用，且储存时间优选不超过30min，以避免浓硫酸与甲醇发生反应导致原料损失。本发明将邻硝基甲苯、浓硫酸与甲醇混合后再进料于微反应器中，三者混合放热所产生的热量能够更好地散发掉，相对于釜式反应更容易降低反应的温升。
本发明将铂碳催化剂固定于所述微反应器中。在本发明中，所述铂碳催化剂中Pt的含量优选为1~3wt%，更优选为1~2wt%；所述铂碳催化剂的含水量优选为66.01wt%。在本发明中，所述铂碳催化剂的用量优选以邻硝基甲苯用量为基准选择，具体的，所述铂碳催化剂的质量优选为邻硝基甲苯质量的3.4~3.6%，更优选为3.5%。
得到所述原料混合液且将铂碳催化剂固定于所述微反应器中后，本发明将所述原料混合液与氢气输送至所述微反应器中进行连续化加氢反应，所得物料连续流经静态混合器和反应延时管，在所述静态混合器和反应延时管中继续进行连续化加氢反应，得到2-甲基-4-甲氧基苯胺。在本发明中，所述原料混合液与氢气的进料温度为50~60℃，优选为50~55℃；具体的，本发明优选将所述原料混合液预热至进料温度然后进料。在本发明中，所述邻硝基甲苯与氢气的摩尔比为1：（1.9~2.2），优选为1：2。在本发明中，进行所述连续化加氢反应的过程中，所述微反应设备（即微反应器、静态混合器和反应延时管）中体系的压力优选为0.2~0.5MPa，更优选为0.2~0.4MPa；所述压力具体是由气体与液体共同提供。在本发明中，将所述原料混合液输送至所述微反应器中时流量优选为45~55mL/min，更优选为48~50mL/min；将所述氢气输送至所述微反应器中时流量优选为1200~1400mL/min，更优选为1250~1350mL/min，进一步优选为1300mL/min。本发明优选通过柱塞泵将原料混合液输送至所述微反应器中，所述柱塞泵优选为TBP1002SF型平流泵。本发明优选通过高纯氢气发生器将氢气通入所述微反应器中，本发明对所述高纯氢气发生器没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的高纯氢气发生器即可。
在本发明中，进行连续化加氢反应的物料在所述微反应器中的停留时间优选为10~200s，更优选为50~170s，进一步优选为100~150s，更进一步优选为124~134s；进行连续化加氢反应的物料在所述静态混合器中的停留时间优选为10~160s，更优选为50~158s，进一步优选为100~157s，更进一步优选为145~156s；进行连续化加氢反应的物料在所述反应延时管中的停留时间优选为10~150s，更优选为50~149s，进一步优选为100~148s，更进一步优选为135~147s。在本发明中，进行连续化加氢反应的物料在微反应器以及静态混合器中的停留时间优选根据原料混合液与氢气输送至微反应器的速率及反应体系的总持液体积决定；进行连续化加氢反应的物料在反应延时管中的停留时间优选根据物料输送至反应延时管中的速率以及反应体系的总持液体积决定。
本发明在微反应设备中制备2-甲基-4-甲氧基苯胺，所述微反应设备包括依次串联的微反应器、静态混合器和反应延时管，其中微反应器中预先放置铂碳催化剂，催化加氢反应速率高，但副产相对也高；静态混合器和反应延时管中没有放置铂碳催化剂，物料在静态混合器和反应延时管中反应速率相对较慢，但副产低、目标产物选择性会变高，有利于最终得到高产率以及高纯度目标产物。在本发明中，具体的，物料在微反应器内反应转化率可以达到90%左右，然后在静态混合器内反应转化率可以达到96%左右，最终在反应延时管内反应转化率可以达到99%以上。
在本发明中，在所述微反应设备中进行连续化加氢反应的过程中，不需要额外对所述微反应设备进行加热，利用反应过程中放出的热量并通过保温，使所述连续化加氢反应顺利进行，并满足后续出料温度要求即可。
在本发明中，在所述反应延时管中进行连续化加氢反应完成后优选还包括：将连续化加氢反应完成后所得产物体系出料，之后经蒸馏，将所得蒸馏物料的pH值调节至8~9，得到第一水相和第一油相，将所述第一水相进行萃取，得到第二油相，将所述第一油相与第二油相进行精馏，得到2-甲基-4-甲氧基苯胺。在本发明中，所述出料的温度优选为60~80℃，更优选为60~70℃，进一步优选为60~62℃；本发明优选在上述温度出料，便于进行后续进一步处理。在本发明中，所述蒸馏的温度优选为60~100℃，更优选为80~100℃，进一步优选为98~100℃；本发明优选通过蒸馏回收产物体系中的甲醇。在本发明中，调节pH值所用试剂优选为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度优选为10wt%；本发明将蒸馏物料的pH值调节至8~9，能够使浑浊的蒸馏物料变澄清并分层，得到第一水相和第一油相。在本发明中，所述萃取采用的萃取剂优选为甲苯；本发明优选以甲苯作为萃取剂萃取第一水相中剩余的2-甲基-4-甲氧基苯胺；所述萃取后分层，得到第二水相和第二油相，将所述第一油相与第二油相进行精馏。在本发明中，所述精馏的温度优选为80~110℃，更优选为100~110℃；本发明优选通过精馏回收甲苯，得到2-甲基-4-甲氧基苯胺，回收的甲苯可以重复套用。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中所用试剂如无特殊说明，均可市购获得；所用设备如无特殊说明，均为现有设备。
实施例1
一种微反应设备，包括依次串联的微反应器、静态混合器和反应延时管，且所述微反应器、静态混合器和反应延时管均垂直放置；
所述微反应器为微筛孔反应器，采用垂直撞击的方式混合，其中，所述微反应器包括设置于侧壁的气体进料口、设置于顶部的液体进料口和设置于底部的反应液出料口；
所述静态混合器包括设置于底部的第一进料口和设置于顶部的第一出料口，且所述第一进料口与反应液出料口连通；所述静态混合器包括反应管以及填充在所述反应管中的不锈钢球，所述不锈钢球为直径为2mm的316L不锈钢球，所述反应管中填充满所述不锈钢球，所述反应管为316L不锈钢管，内径为20mm；所述静态混合器的长度为所述反应延时管长度的1/7；
所述反应延时管包括设置于顶部的第二进料口和设置于底部的第二出料口，且所述第二进料口与第一出料口连通；所述反应延时管为316L不锈钢管，内径为5mm。
实施例2
利用实施例1中微反应设备进行连续化制备2-甲基-4-甲氧基苯胺的方法，按以下步骤进行：
（1）在搅拌状态下，向甲醇中加入邻硝基甲苯，然后以0.8g/s速度加入浓硫酸，其中所述邻硝基甲苯、浓硫酸以及甲醇的质量比为1：0.768：5，所述浓硫酸的质量浓度为97.2%，混料完毕后迅速密封所得原料混合液，放置于常温条件下，于30min内使用。
（2）将10.02g Pt/C催化剂加入微筛孔反应器中，备用；所述Pt/C催化剂中Pt的含量为1wt%，含湿量为66.01%；所述Pt/C催化剂的质量为邻硝基甲苯质量的3.5%。
（3）在恒温水浴中，将所述原料混合液预热到55℃，按照邻硝基甲苯与氢气的摩尔比为1：2，调节原料混合液输送流量为50mL/min，调节氢气输送流量为1300mL/min，使微反应设备中体系压力控制在0.4MPa，同时将所述原料混合液与氢气分别连续输送至微筛孔反应器内混合并进行连续催化加氢反应，其中，通过TBP1002SF型平流泵将原料混合液输送至微筛孔反应器内，通过高纯氢气发生器将氢气通入所述微筛孔反应器中；然后所得物料连续流经静态混合器和反应延时管，在静态混合器和反应延时管中继续进行连续催化加氢反应；其中，进行连续化加氢反应的物料在微筛孔反应器中的停留时间为124s，在静态混合器中的停留时间为145s，在反应延时管中的停留时间为135s。
（4）在所述反应延时管中进行连续催化加氢反应完毕后，所得产物体系从反应延时管中输出，出料温度为60℃；之后在100℃进行蒸馏，回收甲醇，采用浓度为10wt%的NaOH溶液将蒸馏所得剩余体系的pH值调节至8~9（采用广泛pH试纸进行测试），得到第一水相与第一油相，然后以甲苯为萃取剂对所述第一水相进行萃取，将所得第二油相与第一油相混合并在110℃进行精馏，回收甲苯，得到2-甲基-4-甲氧基苯胺，纯度为99.6%，收率为82%。
实施例3
利用实施例1中微反应设备进行连续化制备2-甲基-4-甲氧基苯胺的方法，按以下步骤进行：
（1）在搅拌状态下，向甲醇中加入邻硝基甲苯，然后以0.8g/s速度加入浓硫酸，其中所述邻硝基甲苯、浓硫酸以及甲醇的质量比为1：0.769：5，所述浓硫酸的质量浓度为97.6%，混料完毕后迅速密封所得原料混合液，放置于常温条件下，于30min内使用。
（2）将10.05g Pt/C催化剂加入微筛孔反应器中，备用；所述Pt/C催化剂中Pt的含量为1wt%，含湿量为66.01%；所述Pt/C催化剂的质量为邻硝基甲苯质量的3.5%。
（3）在恒温水浴中，将所述原料混合液预热到55℃，按照邻硝基甲苯与氢气的摩尔比为1：2，调节原料混合液输送流量为50mL/min，调节氢气输送流量为1300mL/min，使体系压力控制在0.4MPa，同时将所述原料混合液与氢气分别连续输送至微筛孔反应器内混合并进行连续催化加氢反应，其中，通过TBP1002SF型平流泵将原料混合液输送至微筛孔反应器内，通过高纯氢气发生器将氢气通入所述微筛孔反应器中；然后所得物料连续流经静态混合器和反应延时管，在静态混合器和反应延时管中继续进行连续催化加氢反应；其中，进行连续化加氢反应的物料在微筛孔反应器中的停留时间为134s，在静态混合器中的停留时间为156s，在反应延时管中的停留时间为147s。
（4）在所述反应延时管中进行连续催化加氢反应完毕后，所得产物体系从反应延时管中输出，出料温度为62℃；之后在98℃进行蒸馏，回收甲醇，采用浓度为10wt%的NaOH溶液将蒸馏所得剩余体系的pH值调节至8~9（采用广泛pH试纸进行测试），得到第一水相与第一油相，然后以甲苯为萃取剂对所述第一水相进行萃取，将所得第二油相与第一油相混合并在110℃进行精馏，回收甲苯，得到2-甲基-4-甲氧基苯胺，纯度为99.3%，收率为84%。
对比例1
在实施例1中微反应设备基础上省略掉静态混合器和反应延时管，即仅在微筛孔反应器中进行连续化制备2-甲基-4-甲氧基苯胺，按以下步骤进行：
（1）在搅拌状态下，向甲醇中加入邻硝基甲苯，然后以0.8g/s速度加入浓硫酸，其中所述邻硝基甲苯、浓硫酸以及甲醇的质量比为1：0.767：5，所述浓硫酸的质量浓度为97.9%，混料完毕后迅速密封所得原料混合液，放置于常温条件下，于30min内使用。
（2）将10.01g Pt/C催化剂加入微筛孔反应器中，备用；所述Pt/C催化剂中Pt的含量为1wt%，含湿量为66.01%；所述Pt/C催化剂的质量为邻硝基甲苯质量的3.5%。
（3）在恒温水浴中，将所述原料混合液预热到55℃，按照邻硝基甲苯与氢气的摩尔比为1：2，调节原料混合液输送流量为50mL/min，调节氢气输送流量为1300mL/min，使体系压力控制在0.4MPa，同时将所述原料混合液与氢气分别连续输送至微筛孔反应器内混合并进行连续催化加氢反应，其中，通过TBP1002SF型平流泵将原料混合液输送至微筛孔反应器内，通过高纯氢气发生器将氢气通入所述微筛孔反应器中进行连续催化加氢反应；进行连续化加氢反应的物料在微筛孔反应器中的停留时间为127s。
（4）在连续催化加氢反应完毕后，所得产物体系从微筛孔反应器中输出，出料温度为61℃；之后在100℃进行蒸馏，回收甲醇，采用浓度为10wt%的NaOH溶液将蒸馏所得剩余体系的pH值调节至8~9（采用广泛pH试纸进行测试），得到第一水相与第一油相，然后以甲苯为萃取剂对所述第一水相进行萃取，将所得第二油相与第一油相混合并在110℃进行精馏，回收甲苯，得到2-甲基-4-甲氧基苯胺，纯度为99.2%，收率为70.5%。
对比例2
在实施例1中微反应设备基础上省略掉反应延时管，即仅在微筛孔反应器和静态混合器中进行连续化制备2-甲基-4-甲氧基苯胺，按以下步骤进行：
（1）在搅拌状态下，向甲醇中加入邻硝基甲苯，然后以0.8g/s速度加入浓硫酸，其中所述邻硝基甲苯、浓硫酸以及甲醇的质量比为1：0.769：5，所述浓硫酸的质量浓度为97.5%，混料完毕后迅速密封所得原料混合液，放置于常温条件下，于30min内使用。
（2）将10.04g Pt/C催化剂加入微筛孔反应器中，备用；所述Pt/C催化剂中Pt的含量为1wt%，含湿量为66.01%；所述Pt/C催化剂的质量为邻硝基甲苯质量的3.5%。
（3）在恒温水浴中，将所述原料混合液预热到55℃，按照邻硝基甲苯与氢气的摩尔比为1：2，调节原料混合液输送流量为50mL/min，调节氢气输送流量为1300mL/min，使体系压力控制在0.4MPa，同时将所述原料混合液与氢气分别连续输送至微筛孔反应器内混合并进行连续催化加氢反应，其中，通过TBP1002SF型平流泵将原料混合液输送至微筛孔反应器内，通过高纯氢气发生器将氢气通入所述微筛孔反应器中，然后所得物料流经静态混合器继续进行催化加氢反应；进行连续化加氢反应的物料在微筛孔反应器中的停留时间为127s，在静态混合器中的停留时间为152s。
（4）在连续催化加氢反应完毕后，所得产物体系从静态混合器中输出，出料温度为60℃；之后在100℃进行蒸馏，回收甲醇，采用浓度为10wt%的NaOH溶液将蒸馏所得剩余体系的pH值调节至8~9（采用广泛pH试纸进行测试），得到第一水相与第一油相，然后以甲苯为萃取剂对所述第一水相进行萃取，将所得第二油相与第一油相混合并在110℃进行精馏，回收甲苯，得到2-甲基-4-甲氧基苯胺，纯度为99.3%，收率为75.13%。
由以上实施例可知，本发明提供的方法至少具有以下有益效果：
本发明利用邻硝基甲苯、甲醇以及H2在浓硫酸和Pt/C催化剂存在条件下制备2-甲基-4-甲氧基苯胺的反应为快反应和放热反应，微反应器特别适合本发明的反应路线，具有持液量小以及快速混合和传质传热等优异特性；相比于传统釜式工艺的混合进料，本发明通过微反应器强化了邻硝基甲苯、浓硫酸以及甲醇的混合效果，且能够使原料混合液更加有效的与Pt/C催化剂接触，提高反应效率，简化操作步骤，节省人力资源。采用本发明提供的方法制备2-甲基-4-甲氧基苯胺，具有操作简单、反应效率高、产品收率高、纯度高、设备占用空间小等特点；对于缩短生产时间、节约生产设施、减少生产占地空间、降低生产成本具有重要意义。
相比于传统釜式工艺，本发明将Pt/C催化剂固定于微反应器中，原料在微反应器、静态混合器以及反应延时管中进行加氢反应，可以通过精准控制原料流量来控制反应条件，使催化加氢反应进行彻底，同时能够避免反应过程中放热引起的反应体系过热问题，在较低的反应温度下即可获得较高收率和纯度的目标产物，避免了传统釜式工艺中搅拌条件下对反应釜的损耗，生产过程安全、温度可控、反应时间短、产物含量高、副产物较少，综合成本较低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种连续化制备2-甲基-4-甲氧基苯胺的方法，包括以下步骤：
提供微反应设备，所述微反应设备包括依次串联的微反应器、静态混合器和反应延时管；
将邻硝基甲苯、浓硫酸与甲醇混合，得到原料混合液；所述邻硝基甲苯、浓硫酸与甲醇的质量比为1：（0.7~0.8）：（4.9~5.1）；所述浓硫酸的浓度为97~99wt%；
将铂碳催化剂固定于所述微反应器中，将所述原料混合液与氢气输送至所述微反应器中进行连续化加氢反应，所得物料连续流经静态混合器和反应延时管，在所述静态混合器和反应延时管中继续进行连续化加氢反应，得到2-甲基-4-甲氧基苯胺；所述邻硝基甲苯与氢气的摩尔比为1：（1.9~2.2），所述原料混合液与氢气的进料温度为50~60℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微反应器为微筛孔反应器，所述微反应器的混料方式为垂直撞击方式；所述静态混合器包括反应管以及填充在所述反应管中的不锈钢球，所述不锈钢球的直径为0.5~5mm，所述静态混合器与所述反应延时管的长度比为1：（5~10）。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述连续化加氢反应的过程中，所述微反应设备中体系的压力为0.2~0.5MPa。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，将所述原料混合液输送至所述微反应器中时流量为45~55mL/min；将所述氢气输送至所述微反应器中时流量为1200~1400mL/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行连续化加氢反应的物料在所述微反应器中的停留时间为10~200s。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，进行连续化加氢反应的物料在所述静态混合器中的停留时间为10~160s。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进行连续化加氢反应的物料在所述反应延时管中的停留时间为10~150s。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述反应延时管中进行连续化加氢反应完成后还包括：将连续化加氢反应完成后所得产物体系出料，之后经蒸馏，将所得蒸馏物料的pH值调节至8~9，得到第一水相和第一油相，将所述第一水相进行萃取，得到第二油相，将所述第一油相与第二油相进行精馏，得到2-甲基-4-甲氧基苯胺。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述出料的温度为60~80℃，所述蒸馏的温度为60~100℃。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述萃取采用的萃取剂为甲苯，所述精馏的温度为80~110℃。
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